DE102014202977A1

DE102014202977A1 - Determination of coordinates of a workpiece using a coordinate measuring machine

Info

Publication number: DE102014202977A1
Application number: DE102014202977.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Engel; Tobias Held
Original assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Koordinaten eines Werkstücks unter Verwendung eines Koordinatenmessgeräts, wobei von einer 3D-Kamera räumlich dreidimensionale Kamerabilddaten eines Werkstücks aufgenommen werden, während sich das Werkstück in einem Messvolumen des Koordinatenmessgeräts befindet, mittels einer zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung des Koordinatenmessgeräts das Werkstück in dem Messvolumen abgetastet wird und durch Auswertung von Ergebnissen der Abtastung die Koordinaten des Werkstücks bestimmt werden.The invention relates to a method for determining coordinates of a workpiece using a coordinate measuring machine, wherein spatially three-dimensional camera image data of a workpiece are recorded by a 3D camera, while the workpiece is in a measuring volume of the coordinate measuring machine, by means of an additional coordinate measuring device of the coordinate measuring machine, the workpiece the measurement volume is scanned and the coordinates of the workpiece are determined by evaluating the results of the scan.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Koordinaten eines Werkstücks unter Verwendung eines Koordinatenmessgeräts. Mittels einer Koordinatenmesseinrichtung des Koordinatenmessgeräts wird das Werkstück abgetastet, während sich das Werkstück in einem Messvolumen des Koordinatenmessgeräts befindet. Durch Auswertung von Ergebnissen der Abtastung werden die Koordinaten des Werkstücks bestimmt. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zum Bestimmen von Koordinaten eines Werkstücks mit einem Koordinatenmessgerät, einer Koordinatenmesseinrichtung des Koordinatenmessgeräts und einer Auswertungseinrichtung, die ausgestaltet, Ergebnisse der Abtastung des Werkstücks auszuwerten und die Koordinaten des Werkstücks zu bestimmen. The invention relates to a method for determining coordinates of a workpiece using a coordinate measuring machine. By means of a coordinate measuring device of the coordinate measuring machine, the workpiece is scanned while the workpiece is in a measuring volume of the coordinate measuring machine. By evaluating the results of the scan, the coordinates of the workpiece are determined. The invention further relates to an arrangement for determining coordinates of a workpiece with a coordinate measuring machine, a coordinate measuring device of the coordinate measuring machine and an evaluation device configured to evaluate results of the scanning of the workpiece and to determine the coordinates of the workpiece.

Die Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks kann auch als Vermessung des Werkstücks bezeichnet werden. Ein Verfahren zur berührungslosen Vermessung von Objektoberflächen wird z. B. in DE 4026942 A1 beschrieben. Dabei werden mit einer Videokamera, die über ein Dreh-/Schwenkgelenk an einem Messarm eines Koordinatenmessgeräts angeordnet ist, Kamerabilder des Objekts von mehreren, unterschiedlichen Positionen heraus aufgenommen. Die in den unterschiedlichen Positionen aufgenommenen Bilder werden gespeichert und in Bezug auf die Koordinaten charakteristischer Punkte der Objektoberfläche, nach dem aus der Fotogrammetrie bekannten Verfahren des räumlichen Vorwärtseinschnitts ausgewertet. Dabei werden die von den Maßstäben des Koordinatenmessgeräts gelieferten Positionswerte und vom Dreh-/Schwenkgelenk gelieferten Winkelmesswerte zur Bestimmung der Kameraorientierung herangezogen. Insbesondere ist ein Rechner in der Lage, durch Auswertung von Kamerabildern aus verschiedenen Winkelstellungen und Positionen der Kamera dreidimensionale Objekt-Koordinaten eindeutig aus den gelieferten Positionsmesswerten, den Winkelmesswerten und den von einer Bildverarbeitungseinrichtung gelieferten Bilddaten zu berechnen. The determination of coordinates of a workpiece can also be referred to as measurement of the workpiece. A method for non-contact measurement of object surfaces is z. In DE 4026942 A1 described. In this case, camera images of the object are taken from a plurality of different positions with a video camera, which is arranged on a measuring arm of a coordinate measuring machine via a rotary / pivot joint. The images taken in the different positions are stored and evaluated with respect to the coordinates of characteristic points of the object surface, according to the method of spatial forward cutting known from photogrammetry. In this case, the position values supplied by the scales of the coordinate measuring machine and angle measured values supplied by the rotary / swivel joint are used to determine the camera orientation. In particular, a computer is able, by evaluating camera images from different angular positions and positions of the camera, to calculate three-dimensional object coordinates unambiguously from the delivered position measurement values, the angle measurement values and the image data supplied by an image processing device.

Obwohl mit diesem Verfahren Objekte zuverlässig berührungslos vermessen werden können, ist der Aufwand für die Erzeugung der Kamerabilder aus verschiedenen Positionen verhältnismäßig hoch. Ferner kann trotz hoher Präzision bei der Bestimmung der Positionsmesswerte und Winkelmesswert lediglich mit einem geometrischen Fehler die Beziehung zwischen den verschiedenen Kamerabildern hergestellt werden. Auch gibt es Fälle, in denen eine taktile Abtastung des Werkstücks mittels eines Tasters zu bevorzugen ist. Beispielsweise können Vertiefungen und Hinterschneidungen auf diese Weise erfasst werden. Although objects can be reliably measured non-contact with this method, the expenditure for generating the camera images from different positions is relatively high. Further, despite high precision in determining the position measurement values and the angle measurement value, only with a geometrical error, the relationship between the various camera images can be established. There are also cases in which a tactile scanning of the workpiece by means of a button is preferable. For example, depressions and undercuts can be detected in this way.

WO 02/25207 A1 beschreibt ein Verfahren zur Messung einer Objektgeometrie, die durch einen optischen Sensor aufgenommen und als Bildinhalt dargestellt wird. In dem Bildinhalt zur Messung des Objektes geeignete geometrische Strukturen werden ausgewählt und anschließend ausgewertet. Bei Änderung des Bildinhaltes wird dieser automatisch nach den zur Messung des Objektes geeigneten geometrischen Strukturen durchsucht, und werden die geeigneten Strukturen markiert und zur weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt. WO 02/25207 A1 describes a method for measuring an object geometry, which is recorded by an optical sensor and displayed as image content. In the image content for measuring the object suitable geometric structures are selected and then evaluated. When the image content is changed, it is automatically searched for the geometric structures suitable for measuring the object, and the suitable structures are marked and made available for further evaluation.

Im Unterscheid zu dem Verfahren gemäß der DE 4026942 A1 wird bei dem Verfahren gemäß WO 02/25207 A1 aus den Bilddaten nicht lediglich die Objektgeometrie bestimmt, sondern auch die zur Messung des Objektes geeigneten geometrischen Strukturen ermittelt. Die oben beschriebenen Nachteile gelten aber gleichermaßen. In contrast to the method according to the DE 4026942 A1 is in the method according to WO 02/25207 A1 not only determines the object geometry from the image data, but also determines the suitable for the measurement of the object geometric structures. However, the disadvantages described above apply equally.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen von Koordinaten eines Werkstücks unter Verwendung eines Koordinatenmessgeräts anzugeben, das eine schnelle Erfassung eines Werkstücks oder anderer in dem Messvolumen eines Koordinatenmessgeräts angeordneter Objekte ermöglicht, wobei Fehler der Geometrie aufgrund der Erfassung möglichst gering sein sollen. It is an object of the present invention to provide a method for determining coordinates of a workpiece using a coordinate measuring machine, which allows rapid detection of a workpiece or other objects arranged in the measuring volume of a coordinate measuring machine, wherein errors of the geometry due to the detection should be minimized ,

Es wird vorgeschlagen, zusätzlich zu einer Koordinatenmesseinrichtung des Koordinatenmessgeräts, mit der das Werkstück in dem Messvolumen abgetastet wird (optisch, taktil oder auf andere Weise) eine 3D-Kamera zu verwenden, mittels der Kamerabilddaten eines Werkstücks, eines Teils davon oder zumindest eines Teilbereichs des Messvolumens aufgenommen werden. It is proposed, in addition to a coordinate measuring device of the coordinate measuring machine, with which the workpiece is scanned in the measuring volume (optically, tactile or otherwise) to use a 3D camera, by means of the camera image data of a workpiece, a part thereof or at least a portion of the Measuring volume are recorded.

Unter einer 3D-Kamera wird eine Kamera verstanden, die ohne Veränderung der Relativposition der Kamera und eines Aufnahmeobjektes in der Lage ist, ein dreidimensionales Bild des Objektes aufzunehmen. Insbesondere ist die 3D-Kamera ausgestaltet, für eine Vielzahl von Sensorelementen einer Sensormatrix nicht nur einen Bildwert (z. B. Grauwert einer Graustufenskala entsprechend der Intensität der einfallenden elektromagnetischen Strahlung, oder z. B. Farbwerte entsprechend der Intensitäten von Farben in einem Farbraum der einfallenden elektromagnetischen Strahlung) zu erfassen, sondern auch eine räumliche Dimension, die in Blickrichtung des Sensorelements und damit der 3D-Kamera auf das Objekt entspricht. Z. B. kann die räumliche Dimension durch einen Abstandswert angegeben werden, der dem Abstand des Sensorelements oder eines anderen Bezugspunkts oder Bezugsebene der Kamera (z. B. der Ebene einer Linse oder Linsenanordnung oder eines Brennpunktes) zu dem von dem Sensorelement erfassten Bereich der Objektoberfläche entspricht. Alternativ kann die räumliche Dimension z. B. durch einen Wert eines Tiefenprofils einer Objektoberfläche des Objekts angegeben werden, das auf einen Punkt auf der Objektoberfläche normiert ist. Erfasst die Kamera z. B. eine ebene Objektoberfläche aus einer Blickrichtung, die senkrecht zu der ebenen Objektoberfläche verläuft, und weist die ebene Oberfläche eine lokale Vertiefung z. B. in Form einer Bohrung auf, würden den Sensorelementen der 3D-Kamera, welche die Vertiefung erfassen, in jedem Fall ein größerer erfasster Abstand bzw. einer größeren Profiltiefe zugeordnet, als den Sensorelementen, welche den ebenen Bereich der Oberfläche erfassen. A 3D camera is understood to mean a camera that is capable of taking a three-dimensional image of the object without changing the relative position of the camera and a photographic object. In particular, the 3D camera is designed for a plurality of sensor elements of a sensor matrix not only an image value (eg gray scale of a gray scale corresponding to the intensity of the incident electromagnetic radiation, or eg color values corresponding to the intensities of colors in a color space of the incident electromagnetic radiation), but also a spatial dimension, which corresponds in the direction of the sensor element and thus the 3D camera on the object. For example, the spatial dimension may be given by a distance value that is the distance of the sensor element or other reference or reference plane of the camera (eg, the plane of a lens or lens array or focus) to the area of the sensor area detected by the sensor element Object surface corresponds. Alternatively, the spatial dimension z. Example, be given by a value of a depth profile of an object surface of the object, which is normalized to a point on the object surface. Captures the camera z. B. a planar object surface from a viewing direction which is perpendicular to the planar object surface, and the flat surface has a local depression z. B. in the form of a hole, the sensor elements of the 3D camera, which detect the depression, in each case a larger detected distance or a greater tread depth assigned, as the sensor elements which detect the flat portion of the surface.

Insbesondere weist die 3D-Kamera eine einzige durchgehende Detektoroberfläche auf, die für die Erfassung von Tiefeninformationen zusätzlich zu der Erfassung der Strahlungsintensität genutzt wird. Daher ist keine Kombination mehrerer Detektorflächen, die quer zur Blickrichtung der Kamera voneinander beabstandet sind, vorhanden. Zwar könnte mit mehreren Detektorflächen gemäß dem stereoskopischen Prinzip auch Tiefeninformation ermittelt werden, jedoch werden dafür pro Bildelement zumindest zwei Sensorelemente benötigt, die unter verschiedenen Blickwinkeln die Objektoberfläche erfassen. Außerdem ist eine größere Breite der Anordnung quer zur Blickrichtung die Folge. Vor allem bei schmalen Vertiefungen und ungünstigen Beleuchtungsverhältnissen können die Vertiefungen nicht mit derselben Zuverlässigkeit bezüglich ihrer Tiefe erfasst werden, wie bei einer 3D-Kamera mit einer einzigen Detektoroberfläche. In particular, the 3D camera has a single continuous detector surface, which is used for the acquisition of depth information in addition to the detection of the radiation intensity. Therefore, no combination of a plurality of detector surfaces, which are spaced transversely to the viewing direction of the camera, is present. Although depth information could also be determined with a plurality of detector surfaces in accordance with the stereoscopic principle, at least two sensor elements are required per pixel, which detect the object surface from different angles of view. In addition, a greater width of the arrangement transverse to the viewing direction is the result. Especially with narrow pits and unfavorable lighting conditions, the pits can not be captured with the same depth-of-depth reliability as a 3D camera with a single detector surface.

Eine Art von Kameras, die als 3D-Kamera für die Zwecke der Erfindung verwendbar ist, wird üblicherweise als TOF (Time-Of-Light)-Kamera bezeichnet. Dabei wird zusätzlich zu der Strahlungsintensität (z. B. Grauwert oder Farbwerte) auch die Laufzeit oder "Flugzeit" von Strahlung gemessen, die von der 3D-Kamera oder einer separaten, mit der Kamera gekoppelten Strahlungsquelle, auf das zu erfassende Objekt einfällt und von diesem zu der Matrix von Sensorelementen reflektiert wird. Für jedes Sensorelement, dem eine Tiefeninformation zugeordnet werden soll, wird die Laufzeit oder Flugzeit separat ermittelt. One type of camera usable as a 3D camera for purposes of the invention is commonly referred to as a TOF (time-of-light) camera. In addition to the radiation intensity (eg gray value or color values), the transit time or "time of flight" of radiation is also measured, which is incident on the object to be detected by the 3D camera or a separate radiation source coupled to the camera, and by this is reflected to the matrix of sensor elements. For each sensor element to which depth information is to be assigned, the transit time or flight time is determined separately.

Eine andere Art von 3D-Kameras, die beispielsweise für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist die plenoptische Kamera, die auch Lichtfeldkamera genannt wird. Dabei wird die für ein zugeordnetes Sensorelement der Sensormatrix bestimmte, einfallende Strahlung mit Hilfe optischer Elemente (z. B. Linsengitter) hinsichtlich der Einfallsrichtung analysiert, wobei z. B. ein Bereich mit mehreren Sensorelementen (beispielsweise ein Bereich mit 3 × 3 Sensorelementen in quadratischer Anordnung) zur Analyse der Einfallsrichtung verwendet wird. In dem genannten Beispiel trägt daher nur ein Teil der vorhandenen Sensorelemente der Sensormatrix zu der örtlichen Auflösung des Kamerabildes quer zur Blickrichtung bei. Im Unterscheid zu stereoskopischen Anordnungen wird für die Bestimmung der Strahlungsintensität jedoch nur ein einzelnes Sensorelement oder ein einziger Bereich von Sensorelementen benötigt. Bei heutigen hochintegrierten Halbleiterdetektor-Matrizen zur Bilderfassung können trotz der verringerten Auflösung immer noch sehr hohe Auflösungen erzielt werden. In an sich bekannter Weise lässt sich aus den Bereichen von Sensorelementen, die einem resultierenden Bildelement zugeordnet sind, die gewünschte Tiefeninformation gewinnen. Another type of 3D camera that may be used, for example, for purposes of the present invention is the plenoptic camera, also called a light field camera. In this case, the incident radiation intended for an associated sensor element of the sensor matrix is analyzed with the aid of optical elements (eg lens grid) with respect to the direction of incidence, wherein z. B. an area with multiple sensor elements (for example, a range with 3 × 3 sensor elements in a square array) is used to analyze the direction of incidence. In the example mentioned, therefore, only part of the existing sensor elements of the sensor matrix contribute to the local resolution of the camera image transversely to the viewing direction. In contrast to stereoscopic arrangements, however, only a single sensor element or a single area of sensor elements is required for the determination of the radiation intensity. In today's highly integrated semiconductor detector arrays for image acquisition, very high resolutions can still be achieved despite the reduced resolution. In a manner known per se, the desired depth information can be obtained from the regions of sensor elements which are assigned to a resulting picture element.

Bei einer Variante der Lichtfeldkamera werden verschiedene Bilder des Objekts gleichzeitig auf jeweils einen von mehreren Teilbereichen der selben Matrix von Sensorelementen projiziert. Dabei ist der Brennpunkt der Projektionen auf die unterschiedlichen Teilbereiche verschieden. Auch hieraus lässt sich die Information über die Tiefe (d. h. die räumlich Dimension in Blickrichtung der Kamera) für jeden einzelnen Bildpunkt des resultierenden Bildes berechnen. In one variant of the light field camera, different images of the object are simultaneously projected onto one of a plurality of subregions of the same matrix of sensor elements. The focal point of the projections is different for the different subareas. From this, too, the information about the depth (that is to say the spatial dimension in the direction of the camera) can be calculated for each individual pixel of the resulting image.

Insbesondere wird folgendes vorgeschlagen:
Ein Verfahren zum Bestimmen von Koordinaten eines Werkstücks unter Verwendung eines Koordinatenmessgeräts, wobei

– von einer 3D-Kamera räumlich dreidimensionale Kamerabilddaten eines Werkstücks aufgenommen werden, während sich das Werkstück in einem Messvolumen des Koordinatenmessgeräts befindet,
– mittels einer zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung des Koordinatenmessgeräts das Werkstück in dem Messvolumen abgetastet wird und
– durch Auswertung von Ergebnissen der Abtastung die Koordinaten des Werkstücks bestimmt werden.

In particular, the following is proposed:
A method for determining coordinates of a workpiece using a coordinate measuring machine, wherein

Spatially three-dimensional camera image data of a workpiece are recorded by a 3D camera while the workpiece is in a measurement volume of the coordinate measuring machine,
- By means of an additional coordinate measuring device of the coordinate measuring machine, the workpiece is scanned in the measuring volume and
- By evaluating the results of the scan, the coordinates of the workpiece are determined.

Ferner wird eine Anordnung zum Bestimmen von Koordinaten eines Werkstücks vorgeschlagen, wobei die Anordnung aufweist:

– ein Koordinatenmessgerät, das ein Messvolumen aufweist, in dem Werkstücke mittels einer Koordinatenmesseinrichtung des Koordinatenmessgeräts abtastbar sind, um Koordinaten des jeweiligen Werkstücks zu bestimmen,
– eine 3D-Kamera zur Aufnahme von räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten, wobei die 3D-Kamera einen Erfassungsbereich hat, der zumindest teilweise in dem Messvolumen liegt,
– eine Auswertungseinrichtung, die ausgestaltet ist, sowohl Ergebnisse der Abtastung des Werkstücks als auch die Kamerabilddaten auszuwerten und zumindest aus den Ergebnissen der Abtastung des Werkstücks die Koordinaten des Werkstücks zu bestimmen.

Furthermore, an arrangement for determining coordinates of a workpiece is proposed, the arrangement comprising:

A coordinate measuring machine having a measuring volume in which workpieces can be scanned by means of a coordinate measuring device of the coordinate measuring machine in order to determine coordinates of the respective workpiece,
A 3D camera for recording spatially three-dimensional camera image data, wherein the 3D camera has a detection area which lies at least partially in the measurement volume,
An evaluation device, which is designed to display both results of the sampling of the Evaluate workpiece and the camera image data and at least from the results of scanning the workpiece to determine the coordinates of the workpiece.

Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung sowohl einer 3D-Kamera als auch einer zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung ist die Schnelligkeit der Vermessung des Werkstücks, einschließlich der Vorbereitung des Messprozesses. Dies gilt in besonderem Maße dann, wenn für die Koordinatenmesseinrichtung ein nicht taktil das Werkstück antastender Sensor (z. B. eine weitere Kamera) eingesetzt wird. Insbesondere kann die 3D-Kamera dazu benutzt werden, die von der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung gewonnenen Messergebnisse mit geringem Aufwand zu dokumentieren und insbesondere den richtigen Bereichen des Werkstücks zuzuordnen. A significant advantage of using both a 3D camera and an additional coordinate measuring device is the speed of the measurement of the workpiece, including the preparation of the measuring process. This is particularly true if a non-tactile sensor probing the workpiece (eg, another camera) is used for the coordinate measuring device. In particular, the 3D camera can be used to document the measurement results obtained by the additional coordinate measuring device with little effort and in particular to assign the correct areas of the workpiece.

Ferner ist es ein Vorteil der Verwendung der 3D-Kamera, dass die Position und/oder Ausrichtung des Werkstücks in dem Messvolumen aus den räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten ermittelbar ist. Die Position und/oder Ausrichtung ist für die korrekte Ausführung von Messabläufen, insbesondere von vorgegebenen Messabläufen, mittels der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung von wesentlicher Bedeutung. Furthermore, it is an advantage of the use of the 3D camera that the position and / or orientation of the workpiece in the measurement volume can be determined from the spatially three-dimensional camera image data. The position and / or orientation is essential for the correct execution of measuring sequences, in particular of predetermined measuring sequences, by means of the additional coordinate measuring device.

Wie bereits erwähnt, kann von der 3D-Kamera alternativ oder zusätzlich zu dem Werkstück zumindest ein Teilbereich des Messvolumens aufgenommen werden, sodass entsprechende räumlich dreidimensionale Kamerabilddaten gewonnen werden. Insbesondere kann die Aufnahme von Kamerabilddaten des Werkstücks und/oder des Messvolumens oder Teilbereichs des Messvolumens kontinuierlich und/oder wiederholt erfolgen. Auf diese Weise können Veränderungen des Zustandes in dem Messvolumen festegestellt werden, beispielsweise wie an sich WO 02/25207 A1 beschrieben wird. Z. B. kann sich das Werkstück in dem Messvolumen bewegen (z.B. wenn es von einer Bewegungseinrichtung wie einem Drehtisch bewegt wird), kann sich die 3D-Kamera bewegen oder kann sich durch einen Zoomvorgang der erfasste Bereich verändern und/oder kann ein weiteres Objekt (z. B. die Hand eines Menschen) in das Messvolumen gelangen, sich in dem Messvolumen bewegen oder aus dem Messvolumen heraus gelangen. As already mentioned, as an alternative or in addition to the workpiece, at least a portion of the measuring volume can be recorded by the 3D camera so that corresponding spatially three-dimensional camera image data are obtained. In particular, the recording of camera image data of the workpiece and / or of the measuring volume or partial area of the measuring volume can take place continuously and / or repeatedly. In this way, changes in the state in the measurement volume can be detected, for example, as such WO 02/25207 A1 is described. For example, the workpiece may move within the measurement volume (eg, as it is moved by a moving device such as a turntable), the 3D camera may move or may change the detected area by a zooming operation and / or another object (eg. B. the hand of a human) enter the measurement volume, move in the measurement volume or get out of the measurement volume.

Die von der 3D-Kamera gewonnenen räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten können daher in unterschiedlicher Weise genutzt werden, um aus den Ergebnissen der Abtastung des Werkstücks mittels der Koordinatenmesseinrichtung die Koordinaten des Werkstückes zu bestimmen. The spatially three-dimensional camera image data obtained by the 3D camera can therefore be used in different ways in order to determine the coordinates of the workpiece from the results of the scanning of the workpiece by means of the coordinate measuring device.

Insbesondere kann durch Auswertung der räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten

– das Werkstück und/oder zumindest ein Teil des Werkstücks erkannt werden oder
– festgestellt werden, dass das Werkstück und/oder der Teil des Werkstücks nicht vorhanden ist.

In particular, by evaluating the spatially three-dimensional camera image data

- The workpiece and / or at least a part of the workpiece are recognized or
- Be determined that the workpiece and / or the part of the workpiece is not present.

Dem entspricht eine Ausgestaltung der Anordnung, wobei die Auswertungseinrichtung durch Auswertung der räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten

– das Werkstück und/oder zumindest ein Teil des Werkstücks erkennt oder
– feststellt, dass das Werkstück und/oder der Teil des Werkstücks nicht vorhanden ist.

This corresponds to an embodiment of the arrangement, wherein the evaluation device by evaluating the spatially three-dimensional camera image data

- The workpiece and / or at least a part of the workpiece recognizes or
- determines that the workpiece and / or the part of the workpiece is not present.

Insbesondere kann das Werkstück anhand von Strukturmerkmalen seiner Struktur erkannt werden. Nachdem ein Strukturmerkmal, z. B. eine Bohrung, ein Vorsprung oder ein bestimmtes Formmerkmal, anhand der Kamerabilddaten erkannt wurde, kann automatisch ein zugeordneter Prozess zur Vermessung des Werkstücks mittels der Koordinatenmesseinrichtung von einer Steuerung des Koordinatenmessgeräts ausgeführt werden. Z. B. wird der entsprechende Prozess aus einem Datenspeicher geladen und von einer Computersteuerung des Koordinatenmessgeräts ausgeführt. Die Auswertung der Kamerabilddaten kann auch dazu genutzt werden, eine bereits getroffene Auswahl eines vorgegebenen Prozessablaufs zur Vermessung des Werkstücks mittels der Koordinatenmesseinrichtung zu überprüfen und optional zu korrigieren oder durch einen anderen Prozess zu ersetzen. Unter dem Prozess wird insbesondere auch verstanden, dass ein dem Prozess entsprechender Teil der Koordinatenmesseinrichtung verwendet wird. z B. ein bestimmter vorgegebener und dem Prozess zugeordneter Taster oder optischer Sensor. In particular, the workpiece can be identified by structural features of its structure. After a structural feature, for. Example, a hole, a projection or a specific shape feature was detected on the basis of the camera image data, an associated process for measuring the workpiece by means of the coordinate measuring device can be performed automatically by a controller of the coordinate measuring machine. For example, the corresponding process is loaded from a data store and executed by a computer controller of the CMM. The evaluation of the camera image data can also be used to check an already made selection of a given process sequence for measuring the workpiece by means of the coordinate measuring device and optionally to correct or replace it with another process. The process is also understood in particular to mean that a part of the coordinate measuring device that corresponds to the process is used. For example, a certain predetermined and associated with the process button or optical sensor.

Insbesondere ist es durch Auswertung der Kamerabilddaten des Werkstücks auch möglich, nicht vorhandene Merkmale des Werkstücks zu erkennen, z. B. eine nicht ausgeführte Bohrung. In einer solchen Situation auszuführende Maßnahmen werden noch näher beschrieben. Z. B. kann auf diese Weise vermieden werden, dass ein Taster der Koordinatenmesseinrichtung in die Bohrung oder sonstige Vertiefung hinein bewegt werden soll und aufgrund der nicht vorhandenen Bohrung oder Vertiefung mit der Oberfläche des Werkstücks bei zu hoher Bewegungsgeschwindigkeit kollidieren würde. In particular, it is also possible by evaluation of the camera image data of the workpiece to detect non-existing features of the workpiece, for. B. a hole not executed. In such a situation to be carried out measures are described in more detail. For example, it can be avoided in this way that a probe of the coordinate measuring device is to be moved into the bore or other recess and would collide due to the non-existing hole or depression with the surface of the workpiece at excessive movement speed.

Eine Überprüfung oder automatische Auswahl eines vorgegebenen Messprozesses abhängig von der Auswertung der dreidimensionalen Kamerabilddaten eines Werkstücks ist insbesondere bei der Herstellung von Werkstücken verschiedener Art von Vorteil. Die jeweilige Art des Werkstücks kann automatisch anhand der dreidimensionalen Kamerabilddaten erkannt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Position und/oder Ausrichtung des Werkstücks relativ zu der Koordinatenmesseinrichtung automatisch erkannt werden und ein vorgegebener Messprozess entsprechend der erkannten Position und/oder Ausrichtung begonnen und ausgeführt werden. Der Personalaufwand kann auf diese Weise deutlich reduziert werden. A check or automatic selection of a predetermined measurement process depending on the evaluation of the three-dimensional camera image data of a workpiece is particularly advantageous in the production of workpieces of various types. The particular type of workpiece can be automatically detected based on the three-dimensional camera image data. Alternatively or additionally, the position and / or orientation of the Workpiece relative to the coordinate measuring device are automatically detected and a predetermined measuring process according to the detected position and / or alignment started and executed. The personnel expenses can be significantly reduced in this way.

Allgemein formuliert können bei der Erkennung eines Werkstücks und/oder zumindest eines Teils des Werkstücks oder bei der Feststellung, dass das Werkstück und/oder der Teil des Werkstücks nicht vorhanden ist, Informationen der Kamerabilddaten bezüglich einer räumlichen Dimension in Blickrichtung der 3D-Kamera mit Vorab-Informationen über das Werkstück verglichen werden (z. B. durch die Auswertungseinrichtung). Anders ausgedrückt werden die oben erwähnten Tiefeninformationen mit den Vorab-Informationen über das Werkstück verglichen. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, auf aufwendige Verfahren der Bilddatenverarbeitung zu verzichten oder diese zu überprüfen, bei denen die Bildwerte eines zwei dimensionalen Bildes bezüglich der Strahlungsintensität (z. B. Grauwerte oder Farbwerte) ausgewertet werden. Um bei diesen bekannten Verfahren z. B. Objektkanten zu erkennen, müssen spezielle Algorithmen angewendet werden, die in ungünstigen Beleuchtungssituationen oder bei schwierig erkennbaren Strukturmerkmalen fehlerbehaftet sind. In DE 4026942 A1 werden z. B. Auswerteverfahren der digitalen Bildauswertung, wie z. B. Schwellwert-, Gradienten- oder Korrelationsverfahren erwähnt (Spalte 5, Zeilen 40 ff. der Druckschrift). Dagegen kann bei Auswertung der Tiefeninformation unmittelbar ein Tiefenprofil der Oberfläche des Werkstücks mit den Vorab-Informationen verglichen werden. Kanten können unmittelbar aus dem Tiefenprofil entnommen werden. Auch ist es möglich, dass die von der 3D-Kamera außerdem gewonnenen Informationen über die Strahlungsintensität (d. h. die Bildwerte, wie z. B. Grauwerte oder Farbwerte) mit der Tiefeninformation abgeglichen werden. Bei einer unerwarteten Abweichung der Lage der Materialkante, die aus der Information über die Strahlungsintensität gewonnen wurde, von der Lage der Kante gemäß der Tiefeninformation, kann ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden und/oder kann die Bestimmung der Lage aus der Strahlungsintensität korrigiert werden. Z. B. werden die Ränder einer Vertiefung oder Bohrung bei günstigen Beleuchtungsverhältnissen zuverlässig aus der Information über die Strahlungsintensität ermittelt. Bei ungünstigen Beleuchtungsverhältnissen dagegen (z. B. Lichteinfall unter großen Winkeln zur Längsrichtung der Bohrung) ist die Tiefeninformation der räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten sehr viel zuverlässiger. Dies gilt insbesondere bei TOF-Kameras, bei denen die zur Bestimmung der Flugzeit auf das Werkstück einfallende Strahlung aus Richtung der 3D-Kamera auf das Werkstück einfällt. Wenn die 3D-Kamera etwa in Richtung der Längsachse der Bohrung ausgerichtet ist, wird die Bohrung zuverlässig erfasst. Generally speaking, upon detection of a workpiece and / or at least part of the workpiece or upon determination that the workpiece and / or the part of the workpiece is not present, information of the camera image data regarding a spatial dimension in the direction of the 3D camera may be pre-determined Information about the workpiece are compared (eg by the evaluation device). In other words, the above-mentioned depth information is compared with the advance information about the workpiece. In this way, it is possible, in particular, to dispense with or to test complex methods of image data processing in which the image values of a two-dimensional image are evaluated with respect to the radiation intensity (eg gray values or color values). In order to z in these known methods. For example, to detect object edges requires the use of special algorithms which are subject to errors in unfavorable lighting situations or in structures which are difficult to recognize. In DE 4026942 A1 be z. B. evaluation of the digital image analysis, such. B. Threshold, gradient or correlation method mentioned (column 5, lines 40 ff. Of the document). In contrast, upon evaluation of the depth information, a depth profile of the surface of the workpiece can be directly compared with the advance information. Edges can be taken directly from the depth profile. It is also possible that the information about the radiation intensity (ie the image values such as gray values or color values) also obtained by the 3D camera is compared with the depth information. In the event of an unexpected deviation of the position of the material edge, which was obtained from the information about the radiation intensity, from the position of the edge according to the depth information, a corresponding warning signal can be output and / or the determination of the position from the radiation intensity can be corrected. For example, the edges of a depression or bore are determined reliably under favorable illumination conditions from the information about the radiation intensity. On the other hand, under unfavorable illumination conditions (eg, incidence of light at large angles to the longitudinal direction of the bore), the depth information of the spatially three-dimensional camera image data is much more reliable. This applies in particular to TOF cameras in which the radiation incident on the workpiece for determining the time of flight is incident on the workpiece from the direction of the 3D camera. If the 3D camera is aligned approximately in the direction of the longitudinal axis of the bore, the bore is reliably detected.

Um die räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten des Werkstücks oder zumindest eines Teilbereichs des Messvolumens mit dem Koordinatensystem der Koordinatenmesseinrichtung in Beziehung setzen zu können, wird es bevorzugt, dass die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem der 3D-Kamera und der Koordinatenmesseinrichtung bekannt ist und/oder aus den Messsystemen des Koordinatenmessgeräts, die auch für die Auswertung der Abtastung eines Werkstücks durch die Koordinatenmesseinrichtung genutzt werden, bestimmbar ist. Beispiele hierfür werden in der bereits genannten DE 4026942 A1 , insbesondere Spalte 3, Zeilen 29 ff. gegeben. Allgemeiner formuliert kann die 3D-Kamera z. B. an einem beweglichen Teil des Koordinatenmessgeräts befestigt sein, an dem auch die Koordinatenmesseinrichtung oder ein Teil davon befestigt ist. Durch eine Kalibrierung der Anordnung, z. B. unter Verwendung eines hinsichtlich seiner Geometrie und/oder Ausrichtung hochgenau bekannten Kalibrierobjekts, kann die Beziehung der beiden Koordinatensysteme zueinander oder zumindest eine mögliche Beziehung ermittelt werden. In dem zuletzt genannten Fall können Veränderungen der Beziehung dann vorzugsweise aus den Messsystemen des Koordinatenmessgeräts ermittelt werden. Die Ermittlung der Beziehung wird allgemein als Registrierung bezeichnet. In order to relate the spatially three-dimensional camera image data of the workpiece or at least a portion of the measurement volume with the coordinate system of the coordinate measuring device, it is preferred that the relationship between the coordinate system of the 3D camera and the coordinate measuring device is known and / or from the measuring systems of Coordinate measuring device, which are also used for the evaluation of the scanning of a workpiece by the coordinate measuring device, can be determined. Examples of this are in the already mentioned DE 4026942 A1 , in particular column 3, lines 29 et seq. given. More generally, the 3D camera z. B. be attached to a movable part of the coordinate measuring machine, to which also the coordinate measuring device or a part thereof is attached. By calibrating the arrangement, for. Example, using a known with respect to its geometry and / or orientation highly accurate calibration object, the relationship of the two coordinate systems to each other or at least one possible relationship can be determined. In the latter case, changes in the relationship can then preferably be determined from the measuring systems of the coordinate measuring machine. The determination of the relationship is commonly referred to as registration.

Insbesondere kann durch Auswertung der räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten ein digitales 3D-Modell zumindest eines Teils der Oberfläche des Werkstücks ermittelt werden und können die Ergebnisse der Abtastung des Werkstücks mittels der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung unter Verwendung des digitalen 3D-Modells Bereichen der Oberfläche des Werkstücks zugeordnet werden. Insbesondere kann die geometrische Beziehung des Koordinatensystems des digitalen 3D-Modells zu dem Koordinatensystem der Koordinatenmesseinrichtung für die Zuordnung genutzt werden. Wird z. B. mit der Koordinatenmesseinrichtung ein Teilbereich der Oberfläche des Werkstücks abgetastet, kann aufgrund dieser bekannten Beziehung der Koordinatensystem ein entsprechender Oberflächenbereich in dem digitalen 3D-Modell oder in zusätzlichen Vorab-Informationen (z. B. einem CAD-Modell des Werkstücks) identifiziert werden und können die Messergebnisse in diesem Bereich zugeordnet werden. In particular, by evaluating the spatially three-dimensional camera image data, a digital 3D model of at least part of the surface of the workpiece can be determined and the results of the scanning of the workpiece by means of the additional coordinate measuring device can be assigned to areas of the surface of the workpiece using the digital 3D model. In particular, the geometric relationship of the coordinate system of the digital 3D model to the coordinate system of the coordinate measuring device can be used for the assignment. If z. For example, with the coordinate measuring device scanning a portion of the surface of the workpiece, a corresponding surface area in the digital 3D model or in additional advance information (eg, a CAD model of the workpiece) can be identified on the basis of this known relationship of the coordinate system, and the measurement results can be assigned in this area.

Bezüglich der Anordnung entspricht dem, dass die Auswertungseinrichtung durch Auswertung der räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten ein digitales 3D-Modell zumindest eines Teils der Oberfläche des Werkstücks ermittelt und die Ergebnisse der Abtastung mittels der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung Bereichen der Oberfläche des Werkstücks zuordnet. With regard to the arrangement, this corresponds to the evaluation device determining a digital 3D model of at least part of the surface of the workpiece by evaluating the spatially three-dimensional camera image data and the results of the sampling by means of the additional Coordinate measuring device assigns areas of the surface of the workpiece.

Insbesondere kann die Genauigkeit des 3D-Modells durch die Zuordnung der Ergebnisse der Abtastung mittels der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung verbessert werden. Ist z. B. für einen Teilbereich der Oberfläche des Werkstücks, die durch das 3D-Modell wiedergegeben wird, mittels der Koordinatenmesseinrichtung genauere Informationen über die Koordinaten gewonnen worden, kann diese genauere Information in das digitale 3D-Modell übernommen werden. Auf diese Weise kann insbesondere die örtliche Genauigkeit verbessert werden und/oder die örtliche Auflösung des Modells verfeinert werden. In particular, the accuracy of the 3D model can be improved by assigning the results of the scan by means of the additional coordinate measuring device. Is z. B. for a portion of the surface of the workpiece, which is represented by the 3D model, more accurate information about the coordinates has been obtained by means of the coordinate measuring device, this more accurate information in the digital 3D model can be adopted. In this way, in particular the local accuracy can be improved and / or the spatial resolution of the model can be refined.

Ein durch Auswertung der räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten ermitteltes digitales 3D-Modell kann alternativ oder zusätzlich dazu verwendet werden, einen folgenden Prozess der Vermessung des Werkstücks mittels der Koordinatenmesseinrichtung festzulegen. Z. B. kann das 3D-Modell für einen Benutzer visuell wahrnehmbar dargestellt werden und kann der Benutzer anhand der visuellen Darstellung den Messprozess festlegen und/oder einen vorgegebenen Messprozess auswählen. Z. B. kann der Messprozess in Form eines Programms für eine Computersteuerung des Koordinatenmessgeräts festgelegt werden und ein vorgegebenes Messprogramm ausgewählt werden. Im Vergleich zu der Festlegung eines Messablaufs unmittelbar am Werkstück wird der Aufwand für den Benutzer deutlich verringert. A digital 3D model determined by evaluating the spatially three-dimensional camera image data can alternatively or additionally be used to establish a subsequent process of measuring the workpiece by means of the coordinate measuring device. For example, the 3D model may be visually perceptible to a user, and the user may specify the measurement process based on the visual representation and / or select a predetermined measurement process. For example, the measuring process can be set in the form of a program for a computer control of the coordinate measuring machine and a predetermined measuring program can be selected. Compared to the definition of a measurement sequence directly on the workpiece, the effort for the user is significantly reduced.

Allgemeiner definiert kann daher durch Auswertung der räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten ein digitales 3D-Modell zumindest eines Teils der Oberfläche des Werkstücks ermittelt werden und kann die Abtastung des Werkstücks mittels der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung anhand des 3D-Modells geplant und/oder vorgegeben werden. Bezüglich der Anordnung entspricht dem, dass die Auswertungseinrichtung ausgestaltet ist, durch Auswertung der räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten ein digitales 3D-Modell zumindest eines Teils der Oberfläche des Werkstücks zu ermitteln und auszugeben und Eingaben eines Benutzers betreffend die Abtastung des Werkstücks mittels der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung zu empfangen und dementsprechend die Abtastung zu steuern. More generally defined, by evaluating the three-dimensional spatial camera image data, a digital 3D model of at least part of the surface of the workpiece can be determined, and the scanning of the workpiece by means of the additional coordinate measuring device can be planned and / or predefined on the basis of the 3D model. With regard to the arrangement corresponds to the fact that the evaluation device is designed to determine and output a digital 3D model of at least a part of the surface of the workpiece by evaluating the spatially three-dimensional camera image data and to receive input from a user regarding the scanning of the workpiece by means of the additional coordinate measuring device and accordingly, to control the scan.

Ferner alternativ oder zusätzlich kann das durch Auswertung der räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten ermittelte digitale 3D-Modell dazu verwendet werden, verschiedene mittels der Koordinatenmesseinrichtung vermessene Bereiche des Werkstücks entsprechend ihrer tatsächlichen räumlichen Anordnung entspricht, als Messergebnisse darzustellen. Dies war bisher nur dann möglich, wenn entsprechende Vorab-Informationen, insbesondere ein dreidimensionales CAD-Modell zur Verfügung stand. Insbesondere können die mittels der Koordinatenmesseinrichtung vermessenen Bereich einzelnen Bereichen des digitalen 3D-Modells zugeordnet werden und kann auf diese Weise die geometrische Beziehung der verschiedenen vermessenen Bereich hergestellt werden. Furthermore, alternatively or additionally, the digital 3D model determined by evaluating the spatially three-dimensional camera image data can be used to correspond to different regions of the workpiece measured by the coordinate measuring device corresponding to their actual spatial arrangement, as measurement results. So far, this has only been possible if corresponding advance information, in particular a three-dimensional CAD model, was available. In particular, the area measured by means of the coordinate measuring device can be assigned to individual areas of the digital 3D model and in this way the geometric relationship of the various measured areas can be established.

Insbesondere kann die 3D-Kamera alternativ oder zusätzlich zur Überwachung des Messvolumens eingesetzt werden, z. B. zur Kollisionsüberwachung. Z. B. können die räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten des Werkstücks von der 3D-Kamera vor und/oder während einer Abtastung des Werkstücks durch die Koordinatenmesseinrichtung gewonnen werden und kann aus den Kamerabilddaten eine unbeabsichtigte Kollision der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung mit dem Werkstück vor dem Stattfinden der Kollision voraus berechnet werden. Ein Beispiel wurde bereits oben in Bezug auf eine Bohrung beschrieben. Insbesondere wird zur Vorausberechnung der Kollision ein vorgegebener Messprozess ausgewertet und daraus die dem Messprozess entsprechende Bewegung der Koordinatenmesseinrichtung ermittelt. Es kann jedoch auch lediglich aus der Tatsache, dass ein erwartetes Strukturmerkmal des Werkstücks nicht vorhanden ist (z. B. die oben erwähnte Bohrung) und das Strukturmerkmal abgetastet werden soll, gefolgert werden, dass es bei dem Versuch der Abtastung des Strukturmerkmals zu einer Kollision kommen kann. In particular, the 3D camera can be used alternatively or additionally for monitoring the measurement volume, for. For collision monitoring. For example, the spatially three-dimensional camera image data of the workpiece may be obtained from the 3D camera before and / or during a scan of the workpiece by the coordinate measuring device, and from the camera image data an inadvertent collision of the additional coordinate measuring device with the workpiece may be calculated ahead of the occurrence of the collision. An example has already been described above with respect to a bore. In particular, a predefined measuring process is evaluated for the precalculation of the collision, and from this the movement of the coordinate measuring device corresponding to the measuring process is determined. However, it may also be inferred from the fact that an expected feature of the workpiece is not present (eg, the above-mentioned bore) and the feature is to be scanned that it will collide when trying to scan the feature can come.

Bei einer Ausgestaltung der Anordnung ist die Auswertungseinrichtung ausgestaltet, aus den räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten des Werkstücks eine unbeabsichtigte Kollision der Koordinatenmesseinrichtung mit dem Werkstück vor dem Stattfinden der Kollision vorauszuberechnen. In an embodiment of the arrangement, the evaluation device is configured to predict from the spatially three-dimensional camera image data of the workpiece an unintentional collision of the coordinate measuring device with the workpiece before the collision occurs.

Insbesondere kann für die Vorausberechnung der Kollision das oben erwähnte digitale 3D-Modell genutzt werden, das durch Auswertung der räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten ermittelt wurde. In particular, the previously mentioned digital 3D model, which was determined by evaluating the spatially three-dimensional camera image data, can be used for the precalculation of the collision.

Bezüglich der Anordnung wird eine Ausgestaltung vorgeschlagen, bei der die Auswertungseinrichtung aus den räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten des Werkstücks eine unbeabsichtigte Kollision der Koordinatenmesseinrichtung mit dem Werkstück vor dem Stattfinden der Kollision vorausberechnet. With regard to the arrangement, an embodiment is proposed in which the evaluation device predicts an unintentional collision of the coordinate measuring device with the workpiece before the occurrence of the collision from the spatially three-dimensional camera image data of the workpiece.

Wie bereits erwähnt wurde, kann die 3D-Kamera zusätzlich oder alternativ zu dem Werkstück einen Bereich des Messvolumens erfassen, wobei der Bereich auch gleich dem gesamten Messvolumen sein kann oder das gesamte Messvolumen erhalten kann. Insbesondere kann es sich bei dem erfassten Bereich des Messvolumens um einen solchen handeln, in dem sich das Werkstück nicht befindet. Es werden von der 3D-Kamera räumlich dreidimensionale Kamerabilddaten des Messvolumens aufgenommen, die Kamerabilddaten des Messvolumens ausgewertet und dadurch ein Vorhandensein eines nicht in dem Messvolumen erwünschten oder zugelassenen Gegenstandes oder Körperteils erkannt. Insbesondere können sich zusätzliche Gegenstände in dem Messvolumen befinden oder an einer bezüglich einem auszuführenden Messprozess nicht geeigneten Stelle des Messvolumens befinden. Ein Beispiel ist ein Halter für einen Taster oder optischen Sensor, der auswechselbar an dem Koordinatenmessgerät angeordnet werden kann, um das Werkstück zu vermessen. Auch ein Tastkopf mit Sensorik zum taktilen oder optischen Vermessen des Werkstücks kann von einem solchen Halter gehalten werden. Dieses Beispiel zeigt, dass die Koordinatenmesseinrichtung unterschiedliche Teile aufweisen kann und auch aus Kombinationen von mehreren Teilen gebildet werden kann. Alternativ oder zusätzlich zu zumindest einem Taster zum taktilen Antasten des Werkstücks kann die Koordinatenmesseinrichtung z. B. einen Tastkopf, eine Drehvorrichtung (z. B. ein Dreh-/Schwenkgelenk) zum Drehen des Tasters, des Tastkopfes oder optischen Sensors, zumindest eine andersartige Messvorrichtung (z. B. einen optischen Sensor, etwa eine weitere Kamera) und/oder andere an sich für die Koordinatenmessung von Werkstücken bekannte Vorrichtungen aufweisen. Insbesondere können all diese Vorrichtungen von dem Koordinatenmessgerät relativ zu dem Werkstück bewegt werden. As already mentioned, in addition to or as an alternative to the workpiece, the 3D camera can detect a region of the measurement volume, wherein the region can also be equal to the entire measurement volume or can receive the entire measurement volume. In particular, it may be at the detected area of the measuring volume to act such in which the workpiece is not located. The 3D camera spatially records three-dimensional camera image data of the measurement volume, evaluates the camera image data of the measurement volume and thereby detects the presence of an object or body part that is not desired or permitted in the measurement volume. In particular, additional objects may be located in the measurement volume or located at a location of the measurement volume that is not suitable with respect to a measurement process to be performed. An example is a holder for a stylus or optical sensor, which can be interchangeably arranged on the coordinate measuring machine to measure the workpiece. Also, a probe with sensors for tactile or optical measurement of the workpiece can be held by such a holder. This example shows that the coordinate measuring device can have different parts and can also be formed from combinations of several parts. Alternatively, or in addition to at least one button for tactile probing of the workpiece, the coordinate measuring device z. B. a probe, a rotating device (eg., A rotary / pivot joint) for rotating the probe, the probe or optical sensor, at least one different measuring device (eg., An optical sensor, such as another camera) and / or have other devices known per se for the coordinate measurement of workpieces. In particular, all of these devices can be moved by the coordinate measuring machine relative to the workpiece.

Bezüglich der Anordnung entspricht dem eine Ausgestaltung, bei der die 3D-Kamera zusätzlich oder alternativ zu dem Werkstück auf einen Bereich des Messvolumens ausgerichtet ist, in dem sich nicht das Werkstück befindet, wobei die Auswertungseinrichtung ausgestaltet ist, die Kamerabilddaten des Messvolumens auszuwerten und dadurch ein Vorhandensein eines nicht in dem Messvolumen erwünschten oder zugelassenen Gegenstandes oder Körperteils zu erkennen. With respect to the arrangement corresponds to an embodiment in which the 3D camera is additionally or alternatively aligned to the workpiece on a portion of the measurement volume in which the workpiece is not, wherein the evaluation device is configured to evaluate the camera image data of the measurement volume and thereby a Presence of an object or body part not desired or permitted in the measurement volume.

Auch bei der Erkennung eines in dem Messvolumen nicht erwünschten oder zugelassenen Gegenstandes oder Körperteils kann die Kollision mit dem Gegenstand oder Körperteil vorausberechnet werden. Bezüglich möglicher Ausgestaltungen der Vorausberechnung wird auf die bereits beschriebenen Ausgestaltungen in dem Zusammenhang mit einer Kollision zwischen Koordinatenmesseinrichtung und Werkstück verwiesen. Wie auch in diesem Fall, kann die Kollision mit einem anderen Gegenstand als das Werkstück oder einem Körperteil dadurch vermieden werden, dass die Auswertungseinrichtung, welche die Kollision vorausberechnet, ein Signal an die Steuerung einer Bewegungseinrichtung des Koordinatenmessgerät ausgibt, um die Bewegung anders auszuführen oder zu stoppen. Alternativ kann das Signal von der Auswertungseinrichtung an eine zentrale Steuerung des Koordinatenmessgeräts ausgegeben werden, die z. B. Bewegungsabläufe zur Vermessung des Werkstücks vorausberechnet und nach Empfang des Signals einen Bewegungsablauf berechnet, der nicht zu einer Kollision führt. Insbesondere kann daher allgemein formuliert ein Warnsignal oder Steuersignal erzeugt werden, wenn eine Kollision vorausberechnet wurde und/oder ein in dem Messvolumen nicht erwünschter Gegenstand oder nicht zugelassener Gegenstand oder Körperteil erkannt wurde. The collision with the object or body part can also be predicted in the recognition of an object or body part that is not desired or permitted in the measurement volume. With regard to possible embodiments of the precalculation, reference is made to the embodiments already described in the context of a collision between the coordinate measuring device and the workpiece. As in this case, the collision with an object other than the workpiece or a body part can be avoided by the evaluation device, which calculates the collision, outputting a signal to the control of a moving means of the coordinate measuring machine to otherwise perform or move the movement to stop. Alternatively, the signal can be output from the evaluation device to a central control of the coordinate measuring machine, the z. B. motion sequences for the measurement of the workpiece precalculated and calculated after receiving the signal a movement that does not lead to a collision. In particular, therefore, in general terms, a warning signal or control signal can be generated if a collision has been precalculated and / or an object or unauthorized object or body part that was not desired in the measurement volume has been detected.

Für die Überwachung des Messvolumens und/oder für die Kollisionsüberwachung kann optional zumindest eine weitere 3D-Kamera eingesetzt werden, die sich an einer anderen Stelle bezüglich des Messvolumens befindet und in einer anderen Blickrichtung ausgerichtet ist. Dadurch kann das Messvolumen z.B. vollständig überwacht werden und/oder das Werkstück von mehreren Seiten von 3D-Kameras erfasst werden. Bevorzugt wird jedoch, dass unabhängig davon, ob ein oder mehrere 3D-Kameras eingesetzt werden, zumindest eine 3D-Kamera an dem selben beweglichen Teil des Koordinatenmessgeräts angeordnet ist, an dem auch die zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung angeordnet ist. Daher können die 3D-Kamera und die zusätzliche Koordinatenmesseinrichtung des Koordinatenmessgeräts gleichzeitig und in gleicher Weise bewegt werden, sodass die 3D-Kamera kontinuierlich einen Bereich erfassen kann, der in definierter und insbesondere fester geometrischer Beziehung zu dem Erfassungsbereich der Koordinatenmesseinrichtung steht. Insbesondere kann die 3D-Kamera auf diese Weise kontinuierlich einen Bereich des Messvolumens erfassen, in dem die Koordinatenmesseinrichtung ein Werkstück abtasten kann. Kollisionen zwischen Koordinatenmesseinrichtung und Werkstück können auf diese Weise auch ohne Vorausberechnung der Bewegung der Koordinatenmesseinrichtung sicher erkannt werden. Z. B. kann durch Auswertung der von der 3D-Kamera erzeugten dreidimensionalen Kamerabilddaten, wobei die Auswertung vorzugsweise wiederholt jeweils anhand der aktuellsten Kamerabilddaten vorgenommen wird, ermittelt werden, dass die Koordinatenmesseinrichtung einen Mindestabstand zu dem Werkstück unterschritten hat. Optional kann eine zusätzliche Bedingung definiert sein, die erfüllt sein muss, damit die Erkennung der Unterschreitung des Mindestabstandes zu einer Erzeugung eines Signals führt, mit dem die Kollision vermieden wird (z. B. Abschaltsignal der Bewegungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts oder Signal zur Umkehrung der Bewegung der Koordinatenmesseinrichtung). Diese zusätzliche Bedingung kann z. B. darin bestehen, dass die Geschwindigkeit der Koordinatenmesseinrichtung über einem Grenzwert liegt. Dadurch wird vermieden, dass beim taktilen Antasten des Werkstücks mit geringerer Geschwindigkeit fälschlicherweise eine unbeabsichtigte Kollision erkannt wird. For the monitoring of the measuring volume and / or for the collision monitoring optionally at least one additional 3D camera can be used, which is located at a different point with respect to the measuring volume and is aligned in a different viewing direction. As a result, the measurement volume can be completely monitored, for example, and / or the workpiece can be captured from multiple sides by 3D cameras. However, it is preferred that, regardless of whether one or more 3D cameras are used, at least one 3D camera is arranged on the same movable part of the coordinate measuring machine, on which the additional coordinate measuring device is arranged. Therefore, the 3D camera and the additional coordinate measuring device of the coordinate measuring machine can be moved simultaneously and in the same way, so that the 3D camera can continuously detect an area which is in a defined and in particular fixed geometric relationship to the detection area of the coordinate measuring device. In particular, the 3D camera can in this way continuously detect a region of the measuring volume in which the coordinate measuring device can scan a workpiece. Collisions between the coordinate measuring device and the workpiece can be reliably detected in this way without precalculation of the movement of the coordinate measuring device. For example, by evaluating the three-dimensional camera image data generated by the 3D camera, wherein the evaluation is preferably carried out repeatedly on the basis of the most recent camera image data, it can be determined that the coordinate measuring device has fallen below a minimum distance to the workpiece. Optionally, an additional condition may be defined which must be met in order that the detection of the minimum distance leads to the generation of a signal which avoids the collision (eg shunting signal of the moving device of the CMM or signal for reversing the movement of the CMM) coordinate measuring device). This additional condition can z. B. in that the speed of the coordinate measuring device over a Limit value is. This avoids the erroneous detection of an unintentional collision during tactile engagement of the workpiece at a lower speed.

Bezüglich der Anordnung entspricht dem eine Ausgestaltung, bei dem eine Bewegungseinrichtung vorgesehen ist, die ausgestaltet ist, die 3D-Kamera gleichzeitig mit der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung des Koordinatenmessgeräts zu bewegen, sodass die 3D-Kamera kontinuierlich einen Bereich erfasst, in dem die Koordinatenmesseinrichtung ein Werkstück abtasten kann. With regard to the arrangement, this corresponds to an embodiment in which a movement device is provided, which is designed to move the 3D camera simultaneously with the additional coordinate measuring device of the coordinate measuring machine, so that the 3D camera continuously detects an area in which the coordinate measuring device scan a workpiece can.

Insbesondere können wiederholt räumlich dreidimensionale Kamerabilddaten des Werkstücks und/oder des Messvolumens aufgenommen werden und können zur Erkennung der Kollision oder zur Erkennung des Gegenstandes oder Körperteils Änderungen zwischen älteren und jüngeren Kamerabilddaten (z. B. durch die Auswertungseinrichtung) ermittelt werden. Mit Ausnahme der Auswertung der Tiefeninformation, die zu zusätzlichen Handlungsmöglichkeiten führt und/oder eine Überprüfung der aus den Bildintensitäten gewonnenen Ergebnisse ermöglicht, ist die Auswertung von älteren und jüngeren Kamerabilddaten bzw. die Berücksichtigung von Änderungen der von einer Kamera erfassten Szene in der bereits erwähnten WO 02/25207 A1 beschrieben, z. B. auf Seite 2 der Druckschrift. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann aber zusätzlich die Tiefeninformation ausgewertet werden. In particular, three-dimensional three-dimensional camera image data of the workpiece and / or the measurement volume can be repeatedly recorded and changes between older and younger camera image data (eg, by the evaluation device) can be determined to detect the collision or to detect the object or body part. With the exception of the evaluation of the depth information, which leads to additional options for action and / or allows a review of the results obtained from the image intensities, the evaluation of older and younger camera image data or the consideration of changes in the scene captured by a camera in the already mentioned WO 02/25207 A1 described, for. B. on page 2 of the document. According to the present invention, however, the depth information can additionally be evaluated.

Insbesondere kann das Messvolumen, oder ein Teil davon, insbesondere das Werkstück oder ein Bereich um das Werkstück herum, zusätzlich thermografisch vermessen werden. Den räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten können Temperaturwerte zugeordnet werden. Dementsprechend kann allgemein die Anordnung eine thermografische Messeinrichtung zur Vermessung des Werkstücks aufweisen und die Auswertungseinrichtung ausgestaltet sein, den räumlich dreidimensionalen Kamerabilddaten Temperaturwerte zuzuordnen. In particular, the measurement volume, or a part thereof, in particular the workpiece or an area around the workpiece, can additionally be thermographically measured. Temperature values can be assigned to the spatially three-dimensional camera image data. Accordingly, in general, the arrangement may have a thermographic measuring device for measuring the workpiece, and the evaluation device may be designed to associate temperature values with the spatially three-dimensional camera image data.

Insbesondere kann die Temperatur des Werkstücks auf diese Weise erfasst werden und/oder auf einfache Weise und besonders zuverlässig ein Körperteil eines Menschen in dem Messvolumen erkannt werden. Bei Erfassung der Werkstücktemperatur kann z. B. über eine Korrelation der thermografischen Bilder oder der Temperatur zu den ebenfalls zu verschiedenen Zeitpunkten mittels der Koordinatenmesseinrichtung oder mittels verschiedener Koordinatenmesseinrichtungen erfassten Koordinaten des Werkstücks (oder zu entsprechenden Roh-Informationen) eine Korrektur vorgenommen werden. Insbesondere erlaubt es die Zuordnung der ortsaufgelösten thermografischen Messergebnisse zu den Kamerabilddaten der 3D-Kamera, eine Korrektur der Vermessung der Werkstücks mittels der Koordinatenmesseinrichtungen abhängig vom Ort auf der Oberfläche des Werkstücks vorzunehmen. Insbesondere kann aufgrund der thermografischen Messung auf Temperaturfühler verzichtet werden, die in Kontakt mit dem Werkstück sind und lediglich die Temperatur für einen Teilbereich des Werkstücks repräsentativ messen. Allgemeiner formuliert kann mit einer Kombination der 3D-Kamera und der thermografischen, ortsaufgelösten Vermessung des Werkstücks auf einfache Weise die räumliche Temperaturverteilung des Werkstücks erfasst werden. In particular, the temperature of the workpiece can be detected in this way and / or a body part of a person in the measurement volume can be detected in a simple manner and particularly reliably. When detecting the workpiece temperature z. B. via a correlation of the thermographic images or the temperature to the also at different times by means of the coordinate measuring device or by means of various coordinate measuring detected coordinates of the workpiece (or to corresponding raw information) made a correction. In particular, the assignment of the spatially resolved thermographic measurement results to the camera image data of the 3D camera makes it possible to correct the measurement of the workpiece by means of the coordinate measuring devices, depending on the location on the surface of the workpiece. In particular, due to the thermographic measurement can be dispensed with temperature sensor, which are in contact with the workpiece and only measure the temperature for a portion of the workpiece representatively. More generally, with a combination of the 3D camera and the thermographic, spatially resolved measurement of the workpiece, the spatial temperature distribution of the workpiece can be detected in a simple manner.

Auch eine zusätzliche Berücksichtigung der thermografischen Messung für die Erkennung von Körperteilen in dem Messvolumen ist von Vorteil. Insbesondere kann der Bereich des Messvolumens, der zu überwachen ist (einschließlich des gesamten Messvolumens) auch thermografisch vermessen werden (z. B. durch eine thermografische Messeinrichtung) und kann aus Ergebnissen der thermografischen Vermessung ein in dem Messvolumen nicht erwünschter oder nicht zugelassener Körperteil erkannt werden (z. B. durch die Auswertungseinrichtung), wobei ein entsprechendes Warnsignal oder Steuersignal erzeugt wird (z. B. durch eine Signalerzeugungseinrichtung), wenn sowohl die Ergebnisse der thermografischen Vermessung als auch die Auswertung der Kamerabilddaten des Messvolumens auf ein Vorhandensein des Körperteils hinweisen. Die Anordnung und insbesondere die Auswertungseinrichtung der Anordnung können entsprechend ausgestaltet sein. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass Oberflächen von Körperteilen typischerweise Temperaturen von mindestens 23°C hat und dies typischerweise oberhalb der Temperatur in dem Messvolumen liegt. An additional consideration of the thermographic measurement for the detection of body parts in the measurement volume is advantageous. In particular, the region of the measurement volume to be monitored (including the entire measurement volume) can also be measured thermographically (eg by a thermographic measuring device) and, from results of the thermographic measurement, a body part that is unwanted or unauthorized in the measurement volume can be recognized (For example, by the evaluation device), wherein a corresponding warning signal or control signal is generated (eg by a signal generating device), if both the results of the thermographic measurement and the evaluation of the camera image data of the measuring volume indicate a presence of the body part. The arrangement and in particular the evaluation device of the arrangement can be designed accordingly. This is based on the idea that surfaces of body parts typically have temperatures of at least 23 ° C and this is typically above the temperature in the measurement volume.

Optional kann mittels elektromagnetischer Strahlung, für die die 3D-Kamera empfindlich ist, ein Muster auf das Werkstück oder ein anderes in dem Messvolumen angeordnetes Objekt projiziert werden. Dabei kann das projizierte Muster für verschiedene, nacheinander aufgenommene Kamerabilddaten der 3D-Kamera verändert werden. z. B. kann die Lage des Musters relativ zu der Werkstückoberfläche verändert werden, kann die Breite von Strukturen des Musters (z. B. von Streifen) variiert werden und/oder kann die Richtung von Strukturelementen bezüglich des Verlaufs der Strukturelemente auf der Oberfläche des Werkstücks verändert werden. Durch Auswertung der Kamerabilddaten zu den verschiedenen Zeitpunkten, welche die unterschiedlichen Musterprojektionen abbilden, kann die Auflösung bezüglich der Tiefeninformation noch gesteigert werden. Für 2D-Kameras ist das Verfahren der Projektion von Mustern bereits bekannt. In den dreidimensionalen Kamerabilddaten wirkt sich die Erfassung der zeitveränderlichen Muster insbesondere lediglich auf die erfasste Strahlungsintensität aus, sodass an sich die selben Auswertungsverfahren wie bei 2D-Kamerabilddaten angewendet werden können. Die zusätzlich erfasste Tiefeninformation der 3D-Kamerabilddaten ermöglicht nun eine Überprüfung der Ergebnisse der Musterprojektionen und/oder umgekehrt. Die eine Tiefeninformation wird direkt von der 3D-Kamera gewonnen, die andere indirekt durch Auswertung der Musterprojektion. Optionally, by means of electromagnetic radiation for which the 3D camera is sensitive, a pattern can be projected onto the workpiece or another object arranged in the measurement volume. In this case, the projected pattern for different, consecutively taken camera image data of the 3D camera can be changed. z. For example, the position of the pattern relative to the workpiece surface may be varied, the width of patterns of the pattern (eg, stripes) may be varied, and / or the direction of features may be changed with respect to the course of the features on the surface of the workpiece become. By evaluating the camera image data at the different times which map the different pattern projections, the resolution with respect to the depth information can be increased even more. For 2D cameras, the method of projecting patterns is already known. In the three-dimensional camera image data, the detection of the time-variant patterns has an effect, in particular, only on the detected radiation intensity, so that in itself the same evaluation procedure as for 2D camera image data can be applied. The additionally acquired depth information of the 3D camera image data now makes it possible to check the results of the pattern projections and / or vice versa. The one depth information is obtained directly from the 3D camera, the other indirectly by evaluating the pattern projection.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen: Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The individual figures of the drawing show:

1 in perspektivischer Darstellung, jedoch schematisch ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise, wobei an der Pinole des Geräts ein Dreh-/Schwenkgelenk angeordnet ist, welches eine 3D-Kamera und einen taktilen Taster zum Antasten eines Werkstücks trägt, 1 in a perspective view, but schematically a coordinate measuring machine in gantry design, wherein on the quill of the device, a rotary / pivot joint is arranged, which carries a 3D camera and a tactile probe for touching a workpiece,

2 schematisch eine Anordnung mit einer 3D-Kamera, die auf eine Oberfläche eines Werkstücks mit einer Bohrung gerichtet ist, 2 FIG. 2 schematically shows an arrangement with a 3D camera which is directed onto a surface of a workpiece with a bore, FIG.

3 eine Tabelle zur Erläuterung der Zuordnung sowohl von Intensitätswerten, als auch von Tiefeninformation zu Bildelementen eines Kamerabildes einer 3D-Kamera und 3 a table for explaining the assignment of both intensity values, as well as depth information to pixels of a camera image of a 3D camera and

4 schematisch eine Anordnung mit einer 3D-Kamera, einer Datenverarbeitungseinrichtung eines Koordinatenmessgeräts, einer Datenbank und dem Antriebssystem des Koordinatenmessgeräts. 4 schematically an arrangement with a 3D camera, a data processing device of a coordinate measuring machine, a database and the drive system of the coordinate measuring machine.

1 zeigt ein Koordinatenmessgerät (im Folgenden kurz: KMG) in Portalbauweise, das eine Basis 1 aufweist. Ein Portal des KMG ist in einer geradlinigen Richtung (z. B. y-Richtung) relativ zu der Basis 1 verfahrbar. Das entsprechende Antriebssystem ist in 1 nicht näher dargestellt. Dies gilt auch für weitere Antriebe zur Ausführung anderer Bewegungen des KMG. Um die Relativposition des Portals 2 und der Basis 1 messen zu können, ist z. B. seitlich an der Basis 1 ein erster Maßstab 4 angeordnet. Messwerte der Relativposition werden einer zentralen Auswertungs- und Steuereinheit 28 des KMG zugeführt. 1 shows a coordinate measuring machine (hereinafter referred to as: CMM) in gantry design, which is a base 1 having. A gantry of the CMM is in a straight line direction (eg y direction) relative to the base 1 traversable. The corresponding drive system is in 1 not shown in detail. This also applies to other drives for carrying out other movements of the CMM. To the relative position of the portal 2 and the base 1 to be able to measure is z. B. laterally to the base 1 a first standard 4 arranged. Measured values of the relative position become a central evaluation and control unit 28 supplied to the CMM.

An einer Brücke des Portals 2 ist ein in einer zweiten horizontalen Richtung (z. B. x-Richtung) verfahrbarer Schlitten 7 angeordnet. Zur Bestimmung der Relativposition des Schlittens 7 und des Portals 2 ist seitlich an der Brücke des Portals 2 ein zweiter Maßstab 5 angeordnet. Am Maßstab 5 abgelesene Positionswerte (oder entsprechende Werte, z. B. Impulse eines Strichgitters) werden ebenfalls der zentralen Einheit 28 des KMG zugeführt. At a bridge of the portal 2 is a carriage movable in a second horizontal direction (eg x-direction) 7 arranged. To determine the relative position of the carriage 7 and the portal 2 is at the side of the bridge of the portal 2 a second yardstick 5 arranged. On the scale 5 read position values (or corresponding values, eg pulses of a bar grating) also become the central unit 28 supplied to the CMM.

Eine Pinole 3 des KMG ist relativ zu dem Schlitten 7 in vertikaler Richtung (z. B. z-Richtung) verfahrbar. Zur Bestimmung der Relativposition des Schlittens 7 und der Pinole 3 ist an der Pinole 3 ein dritter Maßstab 6 angeordnet. Entsprechende Werte der Relativpositionen werden ebenfalls der zentralen Einheit 28 zugeführt. A quill 3 of the CMM is relative to the carriage 7 in the vertical direction (eg z-direction) movable. To determine the relative position of the carriage 7 and the quill 3 is at the quill 3 a third scale 6 arranged. Corresponding values of the relative positions also become the central unit 28 fed.

Am unteren Ende der Pinole 3 ist in dem Ausführungsbeispiel ein Dreh-/Schwenkgelenk 8 angeordnet, das Drehbewegungen um zwei zueinander senkrecht stehende Drehachsen A, B ermöglicht. Am freien Ende des Dreh-/Schwenkgelenks 8 ist eine Einheit 9 angeordnet, die eine 3D-Kamera 10 und einen relativ zu der 3D-Kamera 10 unbeweglichen Tastkopf 12 aufweist. An dem Tastkopf 12 ist wiederum ein Taststift 14 mit einer Tastkugel 15 als Tastelement angeordnet. Im Vordergrund der 1 befindet sich ein Halter 35 auf der Basis 1, der Wechselteile 9' 40 hält, welche anstelle des Dreh-/Schwenkgelenks 8 und/oder anstelle der Einheit 9 an die Pinole 3 angekoppelt werden können. Insbesondere handelt es sich bei der Einheit 9' um eine andere Kombination mit einer 3D-Kamera 10' mit einem Tastkopf 12', der wiederum einen Taststift 14' mit einer Tastkugel 15' trägt. Das Wechselteil 40 ist z. B. ein Taster oder ein Tastkopf mit angekoppeltem Taster. At the bottom of the quill 3 is in the embodiment, a rotary / pivot joint 8th arranged, the rotational movements about two mutually perpendicular axes of rotation A, B allows. At the free end of the rotary joint 8th is a unit 9 arranged, which is a 3D camera 10 and one relative to the 3D camera 10 immovable probe 12 having. At the probe 12 is again a stylus 14 with a probe ball 15 arranged as a probe element. In the foreground the 1 there is a holder 35 on the base 1 , the change parts 9 ' 40 stops, which instead of the rotary / pivot joint 8th and / or instead of the unit 9 to the quill 3 can be coupled. In particular, it is the unit 9 ' another combination with a 3D camera 10 ' with a probe 12 ' which in turn is a stylus 14 ' with a probe ball 15 ' wearing. The change part 40 is z. As a button or a probe with coupled button.

Die genannten an der Pinole angekoppelten Teile und die Wechselteile sind lediglich Beispiele. Es können an dem KMG die aus dem technischen Gebiet der Koordinatenmessgeräte üblichen oder bekannten Einrichtungen zur Abtastung eines Werkstücks (taktile oder berührungslose Abtastung) an die Pinole 3 angekoppelt werden. Auch kann die Einheit 9 oder die Einheit 9' eine Relativbewegung zwischen der 3D-Kamera und dem Tastkopf ermöglichen. Ferner ist es möglich, dass der Tastkopf oder Taster unmittelbar an dem Dreh-/Schwenkgelenk oder unmittelbar an der Pinole 3 angekoppelt ist und die 3D-Kamera auf andere Weise an die Pinole 3 oder an andere Teile der Anordnung angekoppelt ist. Z. B. kann auf der Basis 1 eine separate Halterung für die 3D-Kamera montiert sein. Das gemeinsame Bewegen der 3D-Kamera und einer zusätzlichen Messeinrichtung zur Messung von Koordinaten eines Werkstücks wird jedoch bevorzugt wenn der räumliche Bereich, in dem die Koordinatenmesseinrichtung Messwerte der Oberfläche eines Werkstücks erfassen kann, kontinuierlich oder wiederholt von der 3D-Kamera erfasst werden soll. Wird die Koordinatenmesseinrichtung anders ausgerichtet, wird automatisch auch die 3D-Kamera entsprechend ausgerichtet. Die Darstellung einer solchen gemeinsamen Anordnung der 3D-Kamera und der Koordinatenmesseinrichtung in dem Ausführungsbeispiel der 1 ist lediglich schematisch zu verstehen. Der besseren Erkennbarkeit wegen ist die 3D-Kamera verhältnismäßig groß und mit ihrer Optik in Richtung der Tastkugel 15 bzw 15' vorspringend dargestellt. Alternativ kann die Optik der 3D-Kamera in die gemeinsame Einheit der 3D-Kamera und der Koordinatenmesseinrichtung oder z. B. in einen Tastkopf integriert sein. In besonderem Maße eignen sich Lichtfeldkameras für die Integration in einen Tastkopf, wenn mehrere Linsen um den Bereich herum angeordnet sind, an den ein Taststift angekoppelt ist oder an dem der Taststift angebracht ist. Die Linsen sind in diesem Fall Objektive, deren optische Achsen ungefähr parallel zu der Längsachse eines Schaftes des Taststiftes ausgerichtet sind. Die Linsen bilden optional mit zusätzlichen Linsen jeweils ein Bild der zu beobachtenden Szene (z. B. Werkstück oder Bereich des Messvolumens) auf einen separaten Teilbereich der Sensormatrix der 3D-Kamera ab. Dabei ist in an sich bekannter Weise die Brennweite der verschiedenen Linsen oder Linsensysteme, die die Bilder der Szene abbilden, unterschiedlich. The mentioned parts coupled to the quill and the change parts are only examples. It can be on the CMM from the technical field of the coordinate measuring machines usual or known devices for scanning a workpiece (tactile or non-contact scanning) to the quill 3 be coupled. Also, the unit can 9 or the unit 9 ' allow relative movement between the 3D camera and the probe. Furthermore, it is possible that the probe or button directly on the rotary / pivot joint or directly on the quill 3 is docked and the 3D camera in a different way to the quill 3 or is coupled to other parts of the arrangement. For example, based on 1 a separate bracket for the 3D camera to be mounted. The joint movement of the 3D camera and an additional measuring device for measuring coordinates of a workpiece, however, is preferred if the spatial area in which the coordinate measuring device can detect measured values of the surface of a workpiece is to be continuously or repeatedly detected by the 3D camera. If the coordinate measuring device is aligned differently, the 3D camera is automatically aligned accordingly. The representation of such a common arrangement of the 3D camera and the coordinate measuring device in the embodiment of 1 is only to be understood schematically. For better visibility because of the 3D camera is relatively large and with its optics in the direction of the probe ball 15 respectively 15 ' presented prominently. Alternatively, the look of the 3D camera in the common unit of the 3D camera and the coordinate measuring device or z. B. be integrated into a probe. In particular, light field cameras are suitable for integration in a probe when multiple lenses are arranged around the area to which a stylus is coupled or to which the stylus is attached. The lenses in this case are lenses whose optical axes are aligned approximately parallel to the longitudinal axis of a shaft of the stylus. The lenses optionally form, with additional lenses, an image of the scene to be observed (eg workpiece or area of the measurement volume) on a separate subarea of the sensor matrix of the 3D camera. In this case, the focal length of the various lenses or lens systems which image the scene is different in a manner known per se.

1 zeigt ferner ein Werkstück 13, das mittels eines Werkstückhalters 32 auf der Basis gehalten wird. Die 3D-Kameras 10 und die Längsachse des Taststifts 14 sind auf einen Bereich der Oberfläche des Werkstücks 13 ausgerichtet. 1 further shows a workpiece 13 by means of a workpiece holder 32 is held on the base. The 3D cameras 10 and the longitudinal axis of the stylus 14 are on an area of the surface of the workpiece 13 aligned.

Außerdem ist links in 1 eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung (hier: Tastatur und Monitor) 29 dargestellt, mittels der eine Interaktion zwischen einem Benutzer und der Anordnung möglich ist. Insbesondere kann ein von der 3D-Kamera 10 erzeugtes Bild auf dem Monitor dargestellt werden und kann der Benutzer mittels der Tastatur oder anderer Eingabemittel Vorgaben zum Betrieb des KMG machen. Die Einheit 29 ist mit der zentralen Steuer- und Auswertungseinrichtung 28 des KMG verbunden. Also, left is in 1 an input / output device (here: keyboard and monitor) 29 represented by means of an interaction between a user and the arrangement is possible. In particular, one of the 3D camera 10 generated image can be displayed on the monitor and the user can make using the keyboard or other input means specifications for the operation of the CMM. The unit 29 is with the central control and evaluation device 28 connected to the CMM.

Die 3D-Kamera 10 aus 1 oder eine andere 3D-Kamera ist gemäß 2 auf eine Oberfläche 21 eines Werkstücks ausgerichtet, bei dem es sich z. B. um das Werkstück 13 gemäß 1 handeln kann. Dabei weist die Oberfläche 21 ebene Bereich 22a, 22b auf, in die eine Vertiefung 23, z. B eine Bohrung, eingebracht ist. Folglich ist der Grund 24 der Vertiefung 23 weiter von der Kamera 10 beabstandet als die ebenen Oberflächenbereiche 22. Die 3D-Kamera 10 erfasst auch den Grund 24 der Vertiefung 23, da sie entsprechend auf die Oberfläche 21 ausgerichtet ist. Der Vertiefung 23 in dem von der Kamera 10 erzeugten Kamerabild zugeordnete Pixel bzw. entsprechende Sensorelemente weisen dem Grund 24 entsprechende Abstandsinformationen oder Tiefeninformationen auf bzw. erzeugen diese Abstandsinformationen oder Tiefeninformationen. Andere Bildelemente bzw. Sensorelemente, die den ebenen Oberflächenbereichen 22 zugeordnet sind, enthalten andere Tiefeninformationen oder Abstandsinformationen, die dem geringeren Abstand zu der Kamera 10 entsprechen, bzw. erzeugen diese Information. The 3D camera 10 out 1 or another 3D camera is according to 2 on a surface 21 aligned a workpiece, which is z. B. to the workpiece 13 according to 1 can act. This shows the surface 21 level area 22a . 22b into which a depression 23 , z. B a hole is introduced. Therefore, the reason is 24 the depression 23 further from the camera 10 spaced as the planar surface areas 22 , The 3D camera 10 also covers the reason 24 the depression 23 as they correspond to the surface 21 is aligned. The depression 23 in the from the camera 10 generated camera image associated pixels or corresponding sensor elements indicate the reason 24 corresponding distance information or depth information on or generate this distance information or depth information. Other picture elements or sensor elements corresponding to the flat surface areas 22 are associated with other depth information or distance information that is closer to the camera 10 correspond, or generate this information.

Sollte eine Vertiefung 23 zwar an dem Werkstück 23 vorgesehen sein (z. B. entsprechend einer CAD-Konstruktion des Werkstücks 13), jedoch nicht ausgeführt sein, wird dies durch die Kamera 10 zuverlässig erkannt. Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für andere Formmerkmale eines Werkstücks, die das Tiefenprofil eines dreidimensionalen Kamerabildes beeinflussen. Should be a recess 23 although on the workpiece 23 be provided (eg, according to a CAD design of the workpiece 13 ), but not run, this is done by the camera 10 reliably detected. Of course, the same applies to other shape features of a workpiece that affect the depth profile of a three-dimensional camera image.

Bilddaten von 2D-Kameras bestehen typischerweise aus Feldern von Bildelementen, die üblicherweise in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die Bildwerte (z. B. Grauwerte oder Farbwerte) der Bildelemente können daher in eine Tabelle eingetragen werden, deren Zeilen und Spalten den Zeilen und Spalten des 2D-Kamerabildes entsprechen. Z. B. kann daher bei einem Kamerabild mit n-Zeilen und m-Spalten (n, m sind positive ganze Zahlen) eine Tabelle wie in 3 erstellt werden, in die die Intensitätswerte g eingetragen sind. Zusätzlich enthält die Tabelle in 3 jedoch die Tiefeninformationen eines Kamerabildes einer 3D-Kamera, wobei die Werte der Tiefeninformation durch d bezeichnet. Die Indizes der Intensitätswerte g und der Tiefenwerte d geben die Nummer der Zeile gefolgt von der Nummer der Spalte wieder. Aus Gründen der Einfachheit sind in der Tabelle in 3 lediglich die Eckelemente wiedergegeben, also die Werte des Bildelements in der ersten Zeile und ersten Spalte, des Bildelements in der ersten Zeile und m-ten Spalte, des Bildelements in der n-ten Zeile und der ersten Spalte sowie des Bildelements in der n-ten Zeile und der m-ten Spalte. Image data from 2D cameras typically consists of fields of picture elements usually arranged in rows and columns. The image values (eg gray values or color values) of the picture elements can therefore be entered in a table whose rows and columns correspond to the lines and columns of the 2D camera image. For example, for a camera image with n-rows and m-columns (n, m are positive integers), a table like in 3 are created, in which the intensity values g are registered. In addition, the table contains in 3 however, the depth information of a camera image of a 3D camera, wherein the values of the depth information denoted by d. The indices of the intensity values g and the depth values d represent the number of the row followed by the number of the column. For the sake of simplicity, see the table in 3 only the corner elements are reproduced, that is, the values of the picture element in the first row and first column, the picture element in the first row and mth column, the picture element in the nth row and the first column, and the picture element in the nth Row and the mth column.

Die Darstellung der 3 verdeutlicht, dass die Kamerabilddaten der 3D-Kamera nicht Informationen über Volumenbereiche enthalten, wie es bei der Computertomographie der Fall ist, sondern dreidimensionale Verläufe von Oberflächen oder anderen Flächen. The presentation of the 3 illustrates that the camera image data of the 3D camera does not contain information about volume areas, as is the case with computed tomography, but three-dimensional progressions of surfaces or other surfaces.

Anhand von 4 werden nun verschiedene Kombinationen von Einheiten und ihre Funktionsweise erläutern, die Teile einer Anordnung zur Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks sein können. Es sind daher nicht alle in 4 dargestellten Einheiten bzw. Teile der Anordnung zwingend erforderlich. Z. B. kann der thermografische Sensor TH rechts in der Figur weggelassen werden, wenn eine thermografische Vermessung nicht gewünscht wird. Außerdem können zusätzliche Einheiten vorhanden sein, etwa eine zweite 3D-Kamera. Based on 4 will now explain various combinations of units and their operation, which may be parts of an arrangement for determining coordinates of a workpiece. It is therefore not all in 4 shown units or parts of the arrangement mandatory. For example, the thermographic sensor TH can be omitted on the right in the figure if a thermographic measurement is not desired. In addition, additional units may be present, such as a second 3D camera.

In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine 3D-Kamera K vorgesehen, die zumindest einen Teilbereich eines Messvolumens eines KMG erfasst. Kamerabilddaten der 3D-Kamera K werden einer Auswertungseinrichtung COMP zugeführt, die Teil der zentralen Auswertungs- und Steuereinrichtung des KMG ist und z. B. in 1 mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnet ist. Alle hier erläuterten Varianten der Anordnung und ihre Funktionsweisen können jedoch auch bei andersartigen Koordinatenmessgeräten als in 1 dargestellt vorkommen. Auch die in 1 dargestellten Kameras 10 und Koordinatenmesseinrichtungen 12 können an andersartigen Koordinatenmessgeräten angeordnet sein, z. B. am freien Ende eines sich in horizontaler Richtung erstreckenden Armes eines sogenannten Horizontalarm-KMG. In the in 4 illustrated embodiment, a 3D camera K is provided, which detects at least a portion of a measuring volume of a CMM. Camera image data of the 3D camera K are fed to an evaluation device COMP, which is part of the central evaluation and control device of the CMM and z. In 1 with the reference number 28 is designated. All variants of the arrangement explained here and their mode of operation, however, can also be used in other ways Coordinate measuring machines as in 1 presented occurrences. Also in 1 illustrated cameras 10 and coordinate measuring equipment 12 can be arranged on different coordinate measuring machines, z. B. at the free end of a horizontally extending arm of a so-called horizontal arm CMM.

Optional wird der Auswertungseinrichtung COMP auch das Messsignal der Messsysteme des KMG zugeführt, z. B. die Ablesungen der Maßstäbe 4, 5, 6 in 1 und zuzüglich die Messsignale des Tastkopfes bei der Antastung des Werkstücks sowie (falls vorhanden) die Drehpositionssignale einer Drehvorrichtung. Im Fall der 1 ist ein Dreh-/Schwenkgelenk 8 vorgesehen und werden daher Messsignale an die Einheit 28 übermittelt, die es ermöglichen, die Drehstellungen um die Drehachsen A, B zu ermitteln. Wenn daher die Einheit COMP sowohl die Kamerabilder als auch die Messsignale der Koordinatenmesssysteme erhält, kann die Einheit COMP die räumliche Beziehung des Koordinatensystems des 3D-Kamerabildes zu einem Koordinatensystem herstellen, in dem die Koordinaten des vermessenen Werkstücks angegeben werden. Optionally, the evaluation device COMP is also supplied with the measuring signal of the measuring systems of the CMM, z. B. the readings of the scales 4 . 5 . 6 in 1 and plus the measuring signals of the probe during the probing of the workpiece and (if present) the rotational position signals of a rotating device. In the case of 1 is a rotary / swivel joint 8th are provided and therefore measurement signals to the unit 28 transmitted, which make it possible to determine the rotational positions about the axes of rotation A, B. Therefore, when the unit COMP obtains both the camera images and the measurement signals of the coordinate measuring systems, the unit COMP can establish the spatial relationship of the coordinate system of the 3D camera image to a coordinate system in which the coordinates of the measured workpiece are indicated.

In jedem Fall kann die Einheit COMP aus zumindest einem Kamerabild einer 3D-Kamera und insbesondere aus mehreren Kamerabildern zumindest einer 3D-Kamera ein digitales dreidimensionales Modell des von der oder den Kameras erfassten Werkstücks erzeugen. Weiterhin optional kann die Einheit COMP dieses digitale Modell der Oberfläche des Werkstücks in räumliche Beziehung zu einem Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts und/oder des Werkstücks setzen. Z. B. kann dabei auf Vorab-Informationen zurückgegriffen werden, die in einer Datenbank DB enthalten ist, z. B. Vorab-Informationen über das Werkstück (z. B. ein CAD-Modell). In diesem Fall kann bereits anhand des Kamerabildes festgestellt werden, ob Merkmale des Werkstücks zwar geplant sind, aber nicht vorhanden sind, oder ob zusätzliche, nicht geplante Merkmale vorhanden sind. Wenn das Kamerabild oder die Kamerabilder lediglich einen Teil der Oberfläche des Werkstücks abbilden und daher das digitale Modell lediglich einen Teil des Werkstücks betrifft, kann durch Rückgriff auf die Vorab-Informationen dieser Teilbereich in räumliche Beziehung zu den anderen Bereichen des Werkstücks gesetzt werden. Wenn nicht auf Vorab-Informationen zurückgegriffen wird oder kein Vergleich des von der Einheit COMP erzeugten digitalen Modells mit Vorab-Informationen stattfindet, kann das digitale Modell zur Planung und/oder Vorbereitung der Vermessung des Werkstücks mittels der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung verwendet werden. Hierzu können auch Eingaben von einem Benutzer möglich sein, z. B. entsprechend der Anordnung gemäß 1 über die Einheit 29, die mit der Einheit 28 verbunden ist und somit mit der Einheit COMP verbunden ist. Auch ohne Eingaben des Benutzers oder zusätzlich zu Eingaben des Benutzers kann eine automatische Ausrichtung zumindest eines vorgegebenen Messablaufs zur Vermessung des Werkstücks mittels der zusätzlichen Koordinatenmesseinrichtung stattfinden. Diese vorgegebenen Abläufe können in der Datenbank DB gespeichert sein und von der Einrichtung COMP daraus abgerufen werden und zu einer Steuerung CONTR der Einheit 28 übertragen werden. Die Steuerung CONTR steuert die Bewegung der Koordinatenmesseinrichtung in an sich bekannter Weise durch Ausgabe von entsprechenden Steuersignalen zu dem Antriebssystem 11 des KMG, welches z. B. die Bewegungen entsprechend der anhand von 1 beschriebenen Bewegungsmöglichkeiten antreibt. In any case, the unit COMP can generate from at least one camera image of a 3D camera and in particular from a plurality of camera images of at least one 3D camera a digital three-dimensional model of the workpiece captured by the camera or cameras. Further optionally, the unit COMP may place this digital model of the surface of the workpiece in spatial relation to a coordinate system of the coordinate measuring machine and / or the workpiece. For example, it is possible to resort to advance information contained in a database DB, eg. B. Preliminary information about the workpiece (eg, a CAD model). In this case, it can already be determined from the camera image whether features of the workpiece are planned but are not present, or whether additional, unplanned features are present. If the camera image or images represent only a portion of the surface of the workpiece, and therefore the digital model only affects a portion of the workpiece, by resorting to the advance information, that portion may be placed in spatial relation to the other portions of the workpiece. Unless advance information is used or there is no comparison of the pre-information digital model generated by the unit COMP, the digital model may be used to plan and / or prepare the measurement of the workpiece by the additional coordinate measuring device. For this purpose, inputs from a user may be possible, for. B. according to the arrangement according to 1 about the unit 29 that with the unit 28 is connected and thus connected to the unit COMP. Even without input from the user or in addition to user input, automatic alignment of at least one predetermined measurement sequence for measuring the workpiece by means of the additional coordinate measuring device can take place. These predetermined operations may be stored in the database DB and retrieved therefrom by the device COMP and to a controller CONTR of the unit 28 be transmitted. The controller CONTR controls the movement of the coordinate measuring device in a manner known per se by outputting corresponding control signals to the drive system 11 of the CMM, which z. B. the movements according to the basis of 1 described movement possibilities drives.

Unabhängig davon, ob die Einheit COMP ein digitales Modell aus zumindest einem Kamerabild der Kamera K erstellt, kann die Einheit COMP eine Überwachung des Messvolumens anhand des zumindest einen Kamerabildes vornehmen. Z. B. werden nacheinander aufgenommene Kamerabilder auf Unterschiede ausgewertet und daraus eine Bewegung zumindest eines Teils des KMG (einschließlich der Koordinatenmesseinrichtung) und/oder eines Körperteils einer Person im Messvolumen erkannt. Dabei wird vorzugsweise wiederum auf Vorab-Informationen aus der Datenbank DB zurückgegriffen. Insbesondere über die Position von Hindernissen für die Bewegung des Teils des KMG, das überwacht wird, oder bezüglich Teilbereichen des Messvolumens, in denen zu einem gegebenen Zeitpunkt oder in einem gegebenen Zeitraum kein Körperteil vorhanden sein darf, aus Gründen der Sicherheit. Es kann aber auch das erwähnte Modell aus dem Kamerabilddaten erzeugt werden und für die Überwachung herangezogen werden. Z. B. kann anhand des Modells festgestellt werden, dass ein bestimmtes Merkmal des Werkstücks zwar erwartet ist, aber nicht vorhanden ist oder ein nicht erwartetes Merkmal vorhanden ist. Daraus kann die Einheit COMP eine Kollision vor ihrem Eintreten berechnen. Regardless of whether the unit COMP creates a digital model from at least one camera image of the camera K, the unit COMP can undertake a monitoring of the measurement volume on the basis of the at least one camera image. For example, consecutively recorded camera images are evaluated for differences and from this a movement of at least part of the CMM (including the coordinate measuring device) and / or a body part of a person in the measuring volume is detected. In this case, preference is again given to using advance information from the database DB. In particular, the position of obstacles to the movement of the part of the CMM being monitored, or parts of the measurement volume in which no part of the body may be present at a given time or time, for reasons of safety. However, it is also possible to generate the aforementioned model from the camera image data and to use it for the monitoring. For example, it can be determined from the model that, although a certain feature of the workpiece is expected, it does not exist or an unexpected feature is present. From this, the unit COMP can calculate a collision before it enters.

Wenn die Einheit COMP bei der Überwachung feststellt, dass die Steuerung CONTR veranlasst werden muss, einen bestimmten Bewegungsablauf auszuführen, zu verändern oder nicht auszuführen, gibt die Einheit COMP ein entsprechendes Signal an die Steuerung CONTR aus. Alternaiv oder zusätzlich kann die Einheit COMP auch über eine nicht dargestellte Signalverbindung ein Warnsignal ausgeben, z. B. an die in 1 dargestellte Einheit 29. If the unit COMP determines, during the monitoring, that the control CONTR must be made to execute, change or not execute a specific movement, the unit COMP outputs a corresponding signal to the control CONTR. Alternatively or additionally, the unit COMP can also output a warning signal via a signal connection, not shown, for. B. to the in 1 represented unit 29 ,

Wenn die optional vorhandene thermografische Messeinrichtung TH vorhanden ist, kann diese Ergebnisse der thermografischen Vermessung des Werkstückes eines Teils davon und/oder der Messeinrichtung an die Einheit COMP ausgeben. Diese thermografischen Informationen können mit den Kamerabilddaten verknüpft werden, mit den Messergebnissen der Messsysteme M des KMG verknüpft werden, mit Vorab-Informationen aus der Datenbank DB verknüpft werden und/oder separat ausgewertet und/oder verarbeitet werden. Insbesondere kann anhand der thermografischen Messergebnisse die Koordinatenmessung bezüglich der Temperatur des Werkstücks und/oder bezüglich der Temperatur der Koordinatenmesseinrichtung korrigiert werden. Alternativ oder zusätzlich können die thermografischen Messergebnisse zur Identifikation von Merkmalen des Werkstücks und/oder zur Erkennung von Körperteilen im Messvolumen genutzt werden. Wiederum kann die Einheit COMP abhängig von der Auswertung und/oder Verarbeitung der thermografischen Messergebnisse ein Signal an die Steuerung CONTR ausgeben, die dann die Antriebssysteme 11 des KMG entsprechend ansteuert. Auch die Ausgabe eines Warnsignals von der Einheit COMP ist möglich. If the optionally existing thermographic measuring device TH is present, these results can be used to output the thermographic measurement of the workpiece of a part thereof and / or of the measuring device to the unit COMP. This thermographic information can be combined with the Camera image data are linked, are linked to the measurement results of the measuring systems M of the CMM, are linked with advance information from the database DB and / or separately evaluated and / or processed. In particular, based on the thermographic measurement results, the coordinate measurement with respect to the temperature of the workpiece and / or with respect to the temperature of the coordinate measuring device can be corrected. Alternatively or additionally, the thermographic measurement results can be used to identify features of the workpiece and / or to detect body parts in the measurement volume. Again, depending on the evaluation and / or processing of the thermographic measurement results, the unit COMP can output a signal to the controller CONTR, which then supplies the drive systems 11 correspondingly controls the CMM. The output of a warning signal from the unit COMP is also possible.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4026942 A1 [0002, 0005, 0024, 0025]
WO 02/25207 A1 [0004, 0005, 0017, 0041]

Claims

Method for determining coordinates of a workpiece ( 13 ) using a coordinate measuring machine, wherein - by a 3D camera ( 10 ) spatially three-dimensional camera image data of a workpiece ( 13 ) while the workpiece ( 13 ) in a measuring volume of the coordinate measuring machine, - by means of an additional coordinate measuring device ( 12 ) of the coordinate measuring machine the workpiece ( 13 ) is scanned in the measurement volume and - by evaluating the results of the scan, the coordinates of the workpiece ( 13 ).

Method according to the preceding claim, wherein by evaluating the spatially three-dimensional camera image data - the workpiece ( 13 ) and / or at least a part of the workpiece ( 13 ) or - it is determined that the workpiece ( 13 ) and / or the part of the workpiece ( 13 ) is not available.

Method according to the preceding claim, wherein in the detection or determination information of the camera image data with respect to a spatial dimension in the direction of view of the 3D camera ( 10 ) with advance information about the workpiece ( 13 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein by evaluating the spatially three-dimensional camera image data, a digital 3D model of at least part of the surface ( 21 ) of the workpiece ( 13 ) and the results of the scanning by means of the additional coordinate measuring device ( 12 ) Areas of the surface of the workpiece ( 13 ) be assigned.

Method according to the preceding claim, wherein an accuracy of the 3D model by the assignment of the results of the scan by means of the additional coordinate measuring device ( 12 ) is improved.

Method according to one of the preceding claims, wherein by evaluating the spatially three-dimensional camera image data, a digital 3D model of at least part of the surface ( 21 ) of the workpiece ( 13 ) and the scanning of the workpiece ( 13 ) by means of the additional coordinate measuring device ( 12 ) is planned and / or given based on the 3D model.

Method according to one of the preceding claims, wherein the spatially three-dimensional camera image data of the workpiece ( 13 ) from the 3D camera ( 10 ) before and / or during a scan of the workpiece ( 13 ) are obtained by the coordinate measuring device and from the camera image data an unintentional collision of the additional coordinate measuring device ( 12 ) with the workpiece ( 13 ) is predicted before the collision occurs.

Method according to one of the preceding claims, wherein the 3D camera additionally or alternatively to the workpiece ( 13 ) an area of the measuring volume is detected, in which not the workpiece ( 13 ), and spatial three-dimensional camera image data of the measurement volume are recorded, the camera image data of the measurement volume being evaluated, thereby detecting the presence of an object or body part not desired or permitted in the measurement volume.

Method according to the preceding claim, wherein the range of the measuring volume is also thermographically measured and from results of the thermographic measurement in the measurement volume unwanted or unauthorized body part is detected and wherein a corresponding warning signal or control signal is generated when both the results of the thermographic measurement as well as the evaluation of the camera image data of the measurement volume indicate a presence of the body part.

Method according to one of the preceding claims, wherein the 3D camera ( 10 ) simultaneously with the additional coordinate measuring device ( 12 ) of the coordinate measuring machine is moved so that the 3D camera ( 10 ) continuously detects an area in which the coordinate measuring device ( 12 ) a workpiece ( 13 ) can scan.

Arrangement for determining coordinates of a workpiece ( 13 ), the arrangement comprising: - a coordinate measuring machine having a measuring volume in which workpieces ( 13 ) by means of a coordinate measuring device ( 12 ) of the coordinate measuring machine are scanned to coordinate the respective workpiece ( 13 ), - a 3D camera ( 10 ) for recording spatially three-dimensional camera image data, wherein the 3D camera ( 10 ) has a detection range which lies at least partially in the measurement volume, - an evaluation device (COMP) which is designed, both results of the scanning of the workpiece ( 13 ) as well as the camera image data and at least from the results of scanning the workpiece ( 13 ) the coordinates of the workpiece ( 13 ).